Uno scambiatore di calore (scambiatore di calore) è un dispositivo progettato per riscaldare o raffreddare un flusso di materiale (refrigerante).

I processi termici che si verificano negli scambiatori di calore possono essere molto diversi: riscaldamento, raffreddamento, evaporazione, ebollizione, condensazione, fusione, solidificazione e processi più complessi.

Più liquidi refrigeranti possono partecipare al processo di scambio termico: il calore di uno di essi può essere trasferito a più liquidi e da più a un altro. Esistono diverse classificazioni scambiatori di calore:

1) in base allo scopo:

Riscaldatori

Condensatori

Raffreddatori

Evaporatori.

2) secondo il principio di funzionamento:

Rigeneratori

Recuperatori

Dispositivi di miscelazione.

Nei dispositivi rigenerativi liquido di raffreddamento caldo cede il suo calore al dispositivo che lo accumula e poi, a sua volta, cede il calore al liquido refrigerante freddo, cioè la stessa superficie viene lavata con refrigerante caldo o freddo. La maggior parte degli scambiatori di calore rigenerativi funzionano in batch. Gli scambiatori di calore in cui l'alimentazione e la rimozione dei refrigeranti cambiano periodicamente sono chiamati scambiatori di calore periodici. Diversi refrigeranti entrano in essi in momenti diversi.

Negli scambiatori di calore rigenerativi, come refrigerante intermedio viene utilizzato un materiale solido abbastanza resistente: fogli di metallo, mattoni e vari materiali di riempimento. Gli scambiatori di calore rigenerativi vengono utilizzati per il riscaldamento dei gas ad alta temperatura (superiore a 1000 C) poiché la resistenza al calore dei metalli è limitata e il pacco di mattoni refrattari può funzionare a temperature molto elevate.

I rigeneratori possono funzionare continuamente. In questo caso, un ugello o una parete rotante si scontra alternativamente con flussi di vari refrigeranti e trasferisce continuamente calore da un flusso all'altro.

Gli scambiatori di calore rigenerativi sono utilizzati negli impianti metallurgici, del coke e di altro tipo, dove la natura del processo tecnologico hai bisogno di aria calda e allo stesso tempo c'è un gran numero di gas di scarico ad alta temperatura.

Il consumo mondiale di energia e carburante sta crescendo a un ritmo molto rapido. La parte principale del combustibile viene utilizzata per la produzione di elettricità, per le esigenze dell'industria e teleriscaldamento. Il problema dell'uso razionale ed efficiente delle risorse energetiche e di carburante è uno dei più importanti.

Nella produzione, la maggior parte dell'energia termica viene trasformata in vari scambiatori di calore. Anche un leggero aumento dell’efficienza energetica delle centrali termoelettriche può comportare un notevole risparmio di carburante e una riduzione dei costi di produzione. Il desiderio di risparmiare energia e materiali, tenendo conto delle circostanze economiche, stimola la creazione di sistemi più efficienti apparecchiature per lo scambio termico. L’aumento dell’efficienza energetica e della compattezza degli scambiatori di calore è strettamente correlato all’intensificazione del processo di scambio termico. Allo stesso tempo, sia l'intensità del processo di trasferimento del calore che l'efficienza dell'apparato di scambio di calore dipendono in gran parte dalle caratteristiche del flusso circostante e dalla resistenza idraulica delle superfici di scambio di calore.

Risolvere i problemi legati all’intensificazione dei processi di scambio termico e all’aumento dell’efficienza energetica è particolarmente importante per scambiatori di calore a gas, che sono caratterizzati da bassi flussi di calore.

Ci sono due direzioni di intensificazione. Uno di questi è legato all'aumento flusso di calore senza tenere conto di ulteriori perdite di energia.

La seconda direzione è associata ad un aumento del flusso di calore per una determinata quantità di energia spesa per il pompaggio del liquido di raffreddamento, ovvero ad un aumento dell'efficienza del trasferimento di calore. Diventa particolarmente importante per gli scambiatori di calore a funzionamento stazionario ad alta potenza, che includono riscaldatori d'aria rigenerativi.

L'uso di scambiatori di calore rigenerativi per il riscaldamento ad alta temperatura dei gas è dovuto alla complessità, ai costi elevati e in alcuni casi all'impossibilità di riscaldarne volumi significativi ad alte temperature negli impianti di recupero. La riduzione dei costi economici e l’aumento delle temperature di riscaldamento del gas pongono requisiti elevati in termini di affidabilità ed efficienza di funzionamento di questi dispositivi e presentano il compito di sviluppare nuovi e più progettazioni efficienti singoli elementi, miglioramento dei parametri operativi. L'aumento dell'efficienza operativa degli scambiatori di calore rigenerativi è in gran parte dovuto al miglioramento delle caratteristiche termoidrauliche dei dispositivi, e pertanto sono necessari metodi per la determinazione preliminare di tali caratteristiche.

Gli scambiatori di calore di tipo rigenerativo presentano i seguenti svantaggi:

Non forniscono una temperatura costante del liquido di raffreddamento riscaldato (aria);

Durante la commutazione delle valvole, la fornitura di calore all'unità viene interrotta; perdita di calore attraverso il camino;

Miscelazione dei liquidi refrigeranti a causa di perdite; grandi dimensioni e peso dei rigeneratori.

Tuttavia, nonostante gli svantaggi, gli scambiatori di calore rigenerativi sono ampiamente utilizzati su unità ad alta temperatura, poiché possono funzionare a alta temperatura fumi (1300 - 1500°C). A una temperatura così elevata, i recuperatori non possono funzionare in modo stabile.

Gli scambiatori di calore rigenerativi vengono utilizzati nei forni di riscaldamento. Sono camere cilindriche riempite con un ugello in mattoni a più file, rivestito con mattoni refrattari. Innanzitutto, i gas di combustione vengono fatti passare attraverso il rigeneratore, quindi nella direzione opposta un ugello riscaldato dal bianco trasferisce il calore accumulato al liquido di raffreddamento. La commutazione viene effettuata utilizzando valvole.

Requisiti speciali sono posti sugli accessori del rigeneratore. Devono garantire prestazioni, efficienza, resistenza idraulica minima, elevata intensità di trasferimento di calore e stabilità strutturale.

Il materiale dell'ugello deve essere ignifugo, resistente al calore e resistente alla deformazione sotto carico. Temperature elevate. Gli scambiatori di calore rigenerativi nella tecnologia criogenica vengono utilizzati principalmente negli impianti di separazione dell'aria e nelle macchine per la refrigerazione del gas. Nei dispositivi rigenerativi degli impianti di separazione dell'aria, insieme al raffreddamento del flusso d'aria diretto, viene purificato dall'umidità e dall'anidride carbonica mediante congelamento su un ugello.

Attualmente molte aziende producono scambiatori di calore. Queste unità sono dispositivi speciali all'interno dei quali avviene lo scambio di calore tra due o più liquidi refrigeranti. Inoltre, in alcuni casi, lo scambio termico può essere effettuato utilizzando la superficie di un corpo solido e un liquido refrigerante.

Esistono molti modelli diversi di scambiatori di calore. Questi includono dispositivi a spirale, a fascio tubiero, ritorti e nervati, ecc. Tra questa grande varietà Attenzione speciale dovrebbero essere dati a quelli in piatto, poiché sono i più apprezzati. La loro popolarità è spiegata da un numero considerevole di vantaggi.

Prima di tutto, va notato un vantaggio così importante come la facilità di manutenzione. Nei casi in cui questa unità si ostruisce, è necessario smontare il dispositivo e risciacquarlo accuratamente. Successivamente, dovrebbe essere asciugato e raccolto. Inoltre, questa procedura non richiede grandi costi fisici o di tempo.

Il secondo vantaggio è dovuto al fatto che quando si utilizza questo tipo di scambiatore di calore è possibile osservare basso livello contaminazione della superficie di scambio termico. Ciò è ottenuto grazie all'elevata turbolenza del flusso del fluido, formato dall'ondulazione. Inoltre, questo fattore è influenzato anche dal fatto che le piastre di scambio termico hanno una lucidatura di alta qualità.

Il terzo vantaggio importante è il rapporto costo-efficacia. Questa unità può durare più di 20 anni. Inoltre, se durante il processo è necessario sostituire le piastre, ciò può essere fatto facilmente, risparmiando notevolmente denaro. Quindi, ad esempio, quando ripari un'unità a fascio tubiero, dovrai dire addio una quantità maggiore soldi.

Visto che parliamo di piastre, va anche detto che il volume di questo tipo di scambiatori di calore può essere aumentato o diminuito in qualsiasi momento. Tutto ciò che serve è solo aggiungere il numero richiesto di piastre o, al contrario, rimuoverle. Questo è anche un vantaggio molto significativo di questo tipo di attrezzatura.

Tuttavia, nonostante il gran numero di vantaggi, è necessario notare anche gli svantaggi di questa unità. Lo svantaggio più importante di uno scambiatore di calore a piastre è che se si utilizza un refrigerante di bassa qualità, il dispositivo si sporcherà presto.

Ordine scambiatore di calore a piastre oppure attualmente puoi acquistare un dispositivo di altro tipo tramite Internet. Inoltre, consentirà, ad esempio, di ordinare l'installazione di ITP o di utilizzare qualsiasi altro servizio per creare condizioni confortevoli residenza.

Scambiatore di calore a fascio tubiero: principio di funzionamento, vantaggi e svantaggi.

Gli scambiatori di calore sono unità che servono a scambiare temperature tra un liquido refrigerante (sostanza calda) e una sostanza riscaldata (sostanza fredda). Il liquido refrigerante può essere gas, liquidi o vapori. Oggi è una specie particolarmente comune e ricercata scambiatore di calore a fascio tubiero, il cui principio di funzionamento è abbastanza chiaro: le sostanze calde e fredde si trovano separatamente nello scambiatore di calore, senza mescolarsi, lo scambio di calore avviene attraverso le pareti dei canali lungo i quali si muovono. Lo scambiatore di calore a fascio tubiero ha preso il nome dalla sua struttura corrispondente: all'interno dell'involucro (alloggiamento) si trova un certo numero di tubi sottili. La velocità di movimento del liquido di raffreddamento dipende dal numero di tubi e da esso dipende il coefficiente di trasferimento del calore.

Nonostante il principio di funzionamento di uno scambiatore di calore a fascio tubiero sia semplice, il suo design, al contrario, è piuttosto complesso e ne esistono diverse varietà.

Gli scambiatori di calore a fascio tubiero appartengono al tipo recuperativo e sono suddivisi in sottotipi in base alla direzione del movimento del liquido refrigerante e possono essere:

• flusso diretto;
• controcorrente;
• flusso incrociato.

Tali unità sono realizzate principalmente in acciaio ad alta resistenza, poiché gli scambiatori di calore solitamente operano in un ambiente particolarmente aggressivo che favorisce la corrosione. Per soddisfare l'esigenza in tutti i settori di utilizzo degli scambiatori di calore a fascio tubiero, questi vengono prodotti in diverse versioni:

• con tubi a U;
• con tubi fissi;
• con testa flottante;
• con compensatore di temperatura del corpo.

Gli scambiatori di calore sono inoltre suddivisi in base al metodo di installazione: scambiatori di calore a fascio tubiero orizzontali, verticali e inclinati. Il principio di funzionamento di tali unità può essere descritto come segue. Attraverso il tubo di alimentazione, un refrigerante (sostanza calda) viene fornito nello spazio intertubo e una sostanza fredda (riscaldata) si muove attraverso sottili tubi di ottone (sistema di tubazioni). Durante il processo di scambio termico, la sostanza calda cede il suo calore e viene allontanata dall'involucro attraverso il tubo di uscita. Per un riscaldamento più uniforme ed efficiente, la sostanza fredda può compiere fino a 12 movimenti attraverso il sistema di tubazioni.

Gli scambiatori di calore a fascio tubiero sono stati recentemente molto richiesti nell'industria chimica, ingegneristica, del gas, della raffinazione del petrolio e alimentare; sono utilizzati come condensatori, riscaldatori, raffreddatori ed evaporatori vari tipi. Questa scelta non è affatto casuale: gli scambiatori di calore a fascio tubiero presentano numerosi vantaggi significativi. I principali vantaggi sono probabilmente l’elevata resistenza ai colpi d’ariete e la capacità di lavorare in ambienti altamente inquinati. Molte unità simili non hanno tali caratteristiche; la maggior parte di esse funziona instabilmente in ambienti aggressivi. Ad esempio, gli scambiatori di calore a piastre possono funzionare solo in ambienti puliti. Un altro vantaggio importante è alto livello efficienza paragonabile solo a quella degli scambiatori di calore a piastre.

Ai vantaggi sopra elencati di tali unità, possiamo aggiungere quanto segue:

• affidabilità;
• ampia superficie di scambio termico;
• non danneggia né altera la struttura del prodotto;
• facile da mantenere, che non richiede particolari competenze del personale;
• bassi costi energetici;
• utilizzo sicuro per il personale.

Pertanto, si può sostenere che gli scambiatori di calore a fascio tubiero sono uno dei tipi di unità più affidabili, durevoli ed efficienti nell'ingegneria del riscaldamento.

Ma non dobbiamo dimenticare che, oltre agli ovvi vantaggi, il dispositivo in questione presenta anche alcuni svantaggi. Il primo è la dimensione abbastanza grande. A volte le grandi dimensioni causano il rifiuto di utilizzare l'unità. Ciò porta al secondo inconveniente: l'elevato consumo di metallo, che si traduce in un costo elevato dello scambiatore di calore. Inoltre, sono dispositivi piuttosto “capricciosi”: prima o poi avranno bisogno di riparazioni. La parte più debole è il sistema di tubazioni, è nei tubi sottili che viene spesso identificata la causa dei guasti.

Gli esperti dicono che è quasi impossibile realizzare in casa uno scambiatore di calore a fascio tubiero, il cui principio di funzionamento alcuni "artigiani" cercano di ricreare per le loro esigenze, poiché si tratta di un dispositivo complesso che richiede il rispetto di tutte le norme, requisiti e le fasi del processo tecnologico.

Oggi, in un settore o nell'altro dell'attività umana, vengono utilizzate apparecchiature come gli scambiatori di calore. Attualmente è possibile distinguere un numero considerevole di varietà di tali dispositivi, il cui compito principale è trasferire il calore dal liquido di raffreddamento all'ambiente freddo.

Un modello come uno scambiatore di calore a fascio tubiero viene solitamente utilizzato in gas, petrolio, industria chimica. Inoltre, si trovano spesso nelle grandi centrali termoelettriche, poiché lì vengono utilizzati refrigeranti con parametri elevati. È anche necessario dire che tali modelli di scambiatori di calore sono spesso utilizzati nella produzione di alimenti, latticini e birra. L'ambito versatile di utilizzo di queste unità indica la presenza di un vantaggio così notevole come un elevato livello di potenza. Ad esempio, una parte considerevole di dispositivi simili viene utilizzata solo in uso domestico ed è in grado di fornire calore solo ad una parte dell'edificio.

La prossima cosa a cui devi prestare attenzione è una caratteristica come la resistenza allo shock idraulico. Questi o altri dispositivi si trovano molto spesso in ambienti operativi complessi e difficili. In circostanze impreviste, alcuni dispositivi semplicemente si guastano, mentre gli scambiatori di calore a fascio tubiero sono in grado di funzionare correttamente anche durante i colpi d'ariete.

Un vantaggio importante degli scambiatori di calore a fascio tubiero è la capacità di funzionare perfettamente anche in condizioni sporche. ambiente di lavoro. Molti modelli di scambiatori di calore possono funzionare solo con fluidi puliti. I dispositivi descritti non impongono requisiti stringenti per la pulizia dell'ambiente, e questo risulta essere molto importante.

Qualche parola va detta sul costo. Ad esempio, il prezzo di uno scambiatore di calore a piastre è molto alto. Molti dall'acquisto di questo dispositivoÈ questo fattore che lo ferma. I dispositivi a guscio e tubo sono molto più economici. Allo stesso tempo, la loro efficienza non sarà peggiore di quella dei dispositivi nei cui progetti sono installate le piastre.

Tuttavia, ci sono molti svantaggi degli scambiatori di calore a fascio tubiero. Innanzitutto va detto che sono abbastanza difficili da pulire. In primo luogo, questo processo richiederà molta forza fisica. In secondo luogo, la pulizia richiederà molto tempo. Tuttavia è possibile che dopo questa procedura i tubi non funzionino più correttamente.

Un altro inconveniente significativo Il problema è che un'unità del genere occupa molto spazio, a differenza, ad esempio, dei dispositivi a piastre.

Tuttavia, nonostante gli svantaggi esistenti, gli scambiatori di calore a fascio tubiero vengono ancora oggi utilizzati molto attivamente.

Di seguito è riportato un elenco dei principali vantaggi dei PHE pieghevoli.

1. Compatto e ad alta efficienza

L'efficienza di uno scambiatore di calore a piastre per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda è dell'80-85%. A relativamente piccole dimensioni, la superficie totale di tutte le placche può raggiungere diversi chilometri quadrati. Il 99,0-99,8% dell'area totale è la superficie di trasferimento del calore. Le porte di connessione sono su un lato, il che semplifica l'installazione e la connessione. Uno scambiatore di calore a due stadi consente di ridurre l'area sotto l'IHP (punto di riscaldamento individuale). Durante la conduzione Lavoro di riparazione Richiede meno area rispetto a quando si utilizza uno scambiatore di calore a fascio tubiero.

2. Basse perdite di carico nel PHE

Il design dello scambiatore di calore a piastre consente di modificare agevolmente la larghezza complessiva del canale. La riduzione del valore massimo delle perdite idrauliche consentite si ottiene aumentando il numero di canali. La riduzione della resistenza idraulica riduce il consumo energetico delle pompe.

3. Economicità, bassi costi di manodopera e tempi di riparazione brevi

Il costo di installazione spesso non supera il 2-4% del costo dell'apparecchiatura. Uno specialista può smontare e lavare uno scambiatore di calore a piastre in poche ore. Per contaminazioni minori, è possibile utilizzare il risciacquo sul posto. Durata utile delle guarnizioni PHE, a corretto funzionamento, raggiunge i dieci anni, piatti - 15-20 anni. Il costo per la sostituzione di tutti i sigilli non supera il 15-20% del costo del dispositivo e non è necessario cambiare l'intero pacchetto in una sola volta.

4. Basso inquinamento

Le piastre di scambio termico utilizzano profili a canale che consentono di ottenere un'elevata turbolenza del flusso e, di conseguenza, autopulente. Ciò consente di aumentare gli intervalli tra gli interventi di manutenzione.

5. Flessibilità

Il design del PHE consente di modificare la superficie di scambio termico per aumentare la potenza. Man mano che le tue esigenze crescono, puoi aggiungere wafer senza sostituire l'intera macchina.

6. Individualità

Il programma del produttore consente allo specialista di effettuare calcoli e selezionare la configurazione dell'apparecchiatura in base alle necessità grafici della temperatura e perdite di carico in entrambi i circuiti. Il tempo di calcolo richiede 1-2 ore. Anche il liquido di raffreddamento a bassa temperatura negli impianti di riscaldamento consente di riscaldare l'acqua nel PHE alla temperatura richiesta.

7. Resistenza alle vibrazioni

Gli scambiatori di calore a piastre sono altamente resistenti alle vibrazioni indotte su due piani, causando danni scambiatore di calore tubolare.

L'utilizzo di scambiatori di calore pieghevoli consente di ridurre i costi del 20-30% e di utilizzare le fonti energetiche in modo più efficiente, aumentandone l'efficienza. Il periodo di ammortamento dell'IFP nell'ingegneria dell'energia termica varia da 2 a 5 anni e in alcuni casi viene raggiunto in diversi mesi.

Calcolo dello scambiatore di calore a piastre

Per conoscere il prezzo e acquistare uno scambiatore di calore a piastre, è necessario compilare il Questionario e inviarlo tramite email info@site